重复经颅磁刺激与间充质干细胞移植协同减轻脑缺血中的神经炎症和PANoptosis

背景：神经元的死亡是脑缺血预后不良的主要原因。缺血性卒中早期的炎症浸润在触发神经元死亡中起着至关重要的作用。人源间充质干细胞（MSCs）移植或重复经颅磁刺激（rTMS）分别已被证明在脑缺血中具有神经保护和抗炎作用。然而，上述两种治疗均有其局限性。这两种疗法在改善神经功能方面是否具有协同效应及其潜在机制尚不清楚。本研究旨在阐明MSCs联合rTMS治疗对缺血后神经功能恢复的协同效应及其潜在机制。方法：通过短暂大脑中动脉闭塞（tMCAO）诱导Sprague-Dawley大鼠脑梗死模型。将大鼠分为五组（n=50）：假手术组、tMCAO组、rTMS组、MSCs组和MSCs+rTMS组。卒中后24小时进行人脐带MSCs移植和rTMS干预。通过多种行为学测试评估神经功能，并使用2,3,5-三苯基氯化四氮唑（TTC）染色和尼氏染色评估神经元存活。采用TUNEL染色、蛋白质印迹、免疫荧光、免疫组织化学、ELISA和流式细胞术检测神经炎症和PANoptosis的水平。通过PC12细胞在氧糖剥夺/复氧（OGD/R）条件下的转录组测序，区分rTMS在联合治疗中的特殊作用的分子机制。结果：联合治疗有效减小了病变体积并改善了神经元存活（P<0.05），随后改善了缺血性卒中后的功能恢复。MSCs+rTMS治疗改善了神经元的PANoptosis（P<0.05），并伴有脑梗死亚急性期脑组织和血清中炎症因子水平的降低。为了进一步探讨任一治疗在协同效应中的作用，我们发现移植的MSCs主要定位于脾脏，并通过抑制脾脏炎症减少缺血后的脑部炎症浸润。同时，rTMS通过下调REST（转录组测序揭示）显著保护神经元免于MSCs抑制炎症条件下的PANoptosis。结论：我们的研究阐明了一种未明确的机制，即MSCs和rTMS联合治疗可在脑梗死亚急性期协同促进神经元存活并抑制神经炎症，从而改善神经功能预后。rTMS诱导的REST下调可能有助于在MSCs抑制炎症条件下对抗PANoptosis的神经保护作用。这些结果有望为MSCs和rTMS联合治疗协同保护脑缺血损伤的机制以及卒中早期神经元PANoptosis的潜在靶点提供新的见解。